膜技术在电厂中的应用

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纯水制备技术的发展
表1 国内外纯水制备技术用于电力工业锅炉用水的发展概况
蒸馏
离子交换技术 (早期纯水制备技术)
国外 国内
RO+离子交换 (过渡阶段纯水制备技术)
国外 国内
全膜处理 (未来纯水制备技术)
国外 国内
30-50年 代开始
50-60年 60-70年 代开始 代开始
70年代 80年代
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膜技术在电厂中的应用
• 纯水制备技术的发展 • 反渗透（RO）和电除盐（EDI） • 纳滤（NF） • 超滤（UF）和微滤（MF）
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纯水制备技术的发展
在各工业行业中，电力工业锅炉用水的纯水 处理是规模最大的，水质要求也很高，技术历史 也最久。回顾其发展历史，大致可以分为以下四 个阶段。 1）采用蒸馏方法制备蒸馏水 2）采用离子交换方法制备纯水 3）采用反渗透和离子交换相结合的方法制备纯水 4）采用全膜工艺制备纯水
经济比较按两种方式进行计算，它们分别是“制水成 本”和“折算费”。
药品费+电费+水费+树脂填料补充费+人工费+设备折旧费
制水成本=
一年制水量
折算费Z=0.15×投资费+运行费
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反渗透（RO）和电除盐（EDI）
其计算结果见图1。从图 中可见，当进水含盐量在 500mg/L左右，两种处理方 式的制水成本、折算费Z相近， 含盐量大于500mg/L后，采 用反渗透-离子交换联合系统 的制水成本、折算费均低于 单纯离子交换系统。由于反 渗透-离子交换联合系统运行 人员劳动强度低，废液排放 少，尽管其投资高一些，综 合比较，采用反渗透-离子交 换联合处理系统更为有利。
膜技术在电厂中的应用
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膜技术在电厂中的应用
当前，膜技术是新的具有很大发展前途的技术。美 国官方文件曾说：“18世纪电器改变了整个工业进程，而 20世纪膜技术将改变整个面貌。” 可见，膜技术已在很大 范围内引起人们重视。
在水处理行业，膜技术通常是指反渗透、纳滤、超滤、 微滤和电渗析。我国电厂水处理对膜技术的正式应用最早 可追溯到20世纪70年代末到80年代初。至今，反渗透技术 已在我国许多电厂获得广泛应用。随着膜技术的发展，新 的膜技术的出现，拓宽了它在电厂水处理中进一步应用的 前景。
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反渗透（RO）和电除盐（EDI）
2.2 EDI出水水质
EDI出水水质可以达到混床水质，可以满足锅炉用水 和电子工业用水的要求。某EDI的出水水质列于表2。
成分 电导率μs/cm Na+ μg/L Ca+ μg/L Cl- μg/L SiO2 μg/L TOC μg/L
表2 某EDI产水水质举例
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反渗透（RO）和电除盐（EDI）
1.2 单纯离子交换系统和反渗透-离子交换联合处理系
统的技术经济比较
产水量以60t/h计，原水选用国内几种河水，其含盐量 分别为182.1 mg/L、416.0 mg/L、589 mg/L、829.8 mg/L 四种。单纯离子交换系统根据原水含盐量大小选用单床， 双室床或强、弱型树脂复床后加混床；反渗透-离子交换 联合处理系统在反渗透后采用一级除盐加混床。预处理均 采用澄清过滤，反渗透-离子交换联合系统，增加精密过 滤、加热及保安过滤。
开始
开始
90年代 刚刚起 开始 步
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反渗透（RO）和电除盐（EDI）
1 反渗透（RO）
1.1 概述
反渗透(reverse osmosis)技术是一种先进的节能的 膜分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的作用下,依据 离子、细菌等杂质不能透过半透膜而将这些物质和水分离 开来。
由于反渗透膜的膜孔径非常小(仅为1nm左右),因此能 有效地去除水中的溶解盐、胶体、微生物、有机物等(去 除率高达97%～98%)。系统具有出水水质好、能耗低、 无污染、工艺简单、操作简便等优点。但反渗透产水（电 导率达10~50μs/cm）还不能满足中高压锅炉的用水要求， 还需进一步除盐。
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阳极
阴膜
原水 混合树脂 阳膜
SO42-
++
OH- OH-
++
3;
OHOH-
--
Na+ Na+
--
Na+ H+
++
SO42-
++
OH- OH-
--
Na+ Na+
--
H+ Na+
Na+ Na+
OHSO42H+ H+
阴极
浓水（冲洗水）
纯水 图2 电除盐（可编E辑DpIp）t 原理
进水
产水
17.4
0.056
2900
2.3
124
<0.5
1050
<0.2
939
6.2
84
25
去除率% 99.99 99.92 99.60 99.98 99.34 70.24
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反渗透（RO）和电除盐（EDI）
2.3 EDI进水水质要求
EDI对进水水质要求也严，由于其中树脂不能进行反洗、 再生，所以要求进水中必须彻底去除颗粒状物和胶体。另 外，由于EDI充填的树脂量很少，进水必须含盐量要小， 最适合它的进水就是反渗透的出水，它对进水水质要求列 于表3。
图1 含盐量与制水成本、折算费Z的关系
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反渗透（RO）和电除盐（EDI）
2 电除盐（EDI）
2.1 原理
电除盐EDI(Electrode ionization)又称填充床电渗析，它 是依靠电场作用，去除水中的无机离子，是近年来出现的一 项新的纯水制备技术。它把传统的电渗析技术和离子交换技 术有机地结合起来，即在传统的电渗析淡水室(或也包括浓水 室)中充填阴阳混合树脂，利用树脂去除进水中微量离子，从 而使出水电导率下降，出水水质提高。该树脂不需要酸碱再 生，而是通过电渗析极化时水解离产生的Ｈ+和ＯＨ-对树脂 进行再生，再生产物进入浓水室排放，因此，它既克服了电 渗析不能深度脱盐的缺点，又弥补了离子交换不能连续工作、 需消耗酸碱再生的不足。其原理如图2所示。
表3 EDI对进水水质的要求
颗粒与 电导率 硬度 TOC pH 游离氯 Fe,Mn,硫 非活性硅 CO2
胶体物质 μs/cm mg/L mg/L
mg/L 化物 mg/L mg/L mg/L
压力 Mpa
彻底去除 <40 <0.5 <0.5 4-10 <0.1
<0.01
<0.5
<8 0.14-0.35